الكوريوم والنشاط الإشعاعي بعد انهيار تشيرنوبيل النووي

أخطر النفايات المشعة في العالم هي على الأرجح "قدم الفيل" ، وهو الاسم الذي يطلق على التدفق الصلب من الانهيار النووي في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية في 26 أبريل 1986. وقع الحادث أثناء اختبار روتيني عندما تسبب اندفاع الطاقة في إيقاف تشغيل الطوارئ التي لم تسر كما هو مخطط لها.

ارتفعت درجة الحرارة الأساسية للمفاعل ، مما تسبب في زيادة أكبر في الطاقة ، وتم إدخال قضبان التحكم التي ربما كانت ستدير التفاعل في وقت متأخر جدًا للمساعدة. ارتفعت الحرارة والطاقة إلى درجة تبخر الماء المستخدم لتبريد المفاعل ، مما أدى إلى توليد ضغط أدى إلى تفكيك مجموعة المفاعل في انفجار قوي.

مع عدم وجود وسيلة لتبريد التفاعل ، نفدت درجة الحرارة عن السيطرة. ألقى انفجار ثان بإلقاء جزء من القلب المشع في الهواء ، واغراق المنطقة بالإشعاع وإشعال الحرائق. بدأ اللب في الذوبان ، مما أدى إلى إنتاج مادة تشبه الحمم البركانية الساخنة - باستثناء أنها كانت أيضًا مشعة بشكل كبير. كما ترسب الحمأة المنصهرة من خلال الأنابيب المتبقية والخرسانة المذابة ، وصلب في النهاية إلى كتلة تشبه قدم فيل أو ، بالنسبة لبعض المشاهدين ، ميدوسا ، جورجون الوحشية من اليونانية الأساطير.

اكتشف العمال قدم الفيل في ديسمبر 1986. كان الجو حارًا جسديًا وساخنًا نوويًا ، مشعًا لدرجة أن الاقتراب منه لأكثر من بضع ثوان يشكل عقوبة الإعدام. قام العلماء بوضع كاميرا على عجلة ودفعوها إلى الخارج لتصوير الكتلة ودراستها. خرجت بعض الأرواح الشجاعة إلى الكتلة لأخذ عينات لتحليلها.

اكتشف الباحثون أن قدم الفيل لم يكن ، كما توقع البعض ، بقايا الوقود النووي. بدلاً من ذلك ، كانت كتلة من الخرسانة المنصهرة ، والدرع الأساسي ، والرمل ، وكلها مختلطة معًا. تم تسمية المادة كوريوم بعد جزء المفاعل الذي أنتجه.

تغير قدم الفيل بمرور الوقت ، منتفخًا الغبار ، والتشقق ، والتحلل ، ولكن حتى مع ذلك ، ظل ساخناً للغاية بحيث لا يستطيع البشر الاقتراب منه.

قام العلماء بتحليل تركيبة الكوريوم لتحديد كيفية تشكله والخطر الحقيقي الذي يمثله. علموا أن المادة تتكون من سلسلة من العمليات ، من الذوبان الأولي للنواة النووية إلى الزركالوي (سبيكة الزركونيوم ذات العلامات التجارية)) الكسوة إلى الخليط بالرمل والسيليكات الخرسانية إلى التصفيح النهائي مع ذوبان الحمم البركانية من خلال الأرضيات ، وتصلبها. Corium هو في الأساس زجاج سيليكات غير متجانس يحتوي على شوائب:

• أكاسيد اليورانيوم (من كريات الوقود)
• أكاسيد اليورانيوم الزركونيوم (من ذوبان القلب في الكسوة)
• أكاسيد الزركونيوم اليورانيوم
• أكسيد الزركونيوم - اليورانيوم (Zr- U-O)
• سيليكات الزركونيوم مع اليورانيوم حتى 10٪ [(Zr، U) SiO4 ، والذي يسمى تشيرنوبيلايت)
• ألومينيوسيليكات الكالسيوم
• معدن
• كميات أصغر من أكسيد الصوديوم وأكسيد المغنيسيوم

إذا نظرت إلى الكوريوم ، سترى السيراميك الأسود والبني والخبث والخفاف والمعادن.

طبيعة النظائر المشعة هي أنها تتحلل إلى نظائر أكثر استقرارًا بمرور الوقت. ومع ذلك ، قد يكون مخطط الاضمحلال لبعض العناصر بطيئا ، بالإضافة إلى "ابنة" ، أو منتج تسوس قد يكون مشعًا أيضًا.

كان كورم قدم الفيل أقل بكثير بعد 10 سنوات من الحادث ولكنه لا يزال خطيرًا للغاية. عند نقطة 10 سنوات ، انخفض الإشعاع من الكوريوم إلى 1/10 قيمته الأولية ، لكن الكتلة ظلت ساخنة جسديًا بما يكفي وانبعاثها بما فيه الكفاية إشعاع أن 500 ثانية من التعرض ستنتج مرض الإشعاع وحوالي ساعة كانت مميتة.

كان الهدف هو احتواء قدم الفيل بحلول عام 2015 في محاولة لتقليل مستوى التهديد البيئي.

ومع ذلك ، فإن هذا الاحتواء لا يجعله آمنًا. قد لا يكون كوروم قدم الفيل نشطًا كما كان ، ولكنه لا يزال يولد حرارة ولا يزال يذوب في قاعدة تشيرنوبيل. إذا تمكنت من العثور على الماء ، فقد ينتج عنه انفجار آخر. حتى لو لم يحدث انفجار ، فإن التفاعل سوف يلوث الماء. ستبرد قدم الفيل بمرور الوقت ، لكنها ستبقى مشعة و (إذا كنت قادرًا على لمسها) دافئة لقرون قادمة.

ليست تشيرنوبيل الحادث النووي الوحيد الذي ينتج الكوريوم. تم تشكيل الكوريوم الرمادي مع بقع صفراء أيضًا في الانهيارات الجزئية في محطة ثري مايل آيلاند للطاقة النووية في الولايات المتحدة في مارس 1979 ومحطة فوكوشيما دايتشي للطاقة النووية في اليابان في مارس 2011. الزجاج الناتج من الاختبارات الذرية مثل الثالوث، يشابه.